learnopengl——三角形
原文网址：https://learnopengl.com/Getting-started/Hello-Triangle
在OpenGL中，所有的东西都是3D空间中。但是屏幕和窗口是2D数组的像素。所以OpenGL的大部分工作是关于把3D坐标转换为2D像素。将3D坐标转换为2D像素的过程是由OpenGL的图形管线控制的。图形管线可以被分为两个部分：第一部分是把3D坐标转换为2D坐标，第二部分是把2D坐标转换为颜色像素。本节我们将会简要的讨论图形管线，以及如何使用它来创建好看的像素。
图形管线的输入时一系列3D坐标，然后把他们转换到有颜色的2D像素，最终显示在屏幕上。图形管线可以被分为几个步骤，每个步骤都需要前一步的输出作为输入。所有的步骤都是高度特殊化的，他们可以并行执行。因为他们并行的特性，目前图形显卡由几千个小的处理内核，加速了处理数据的能力，处理数据的小程序是工作在GPU上的，这些小程序叫做shader。
有些shader可以由开发者配置，你可以写自己的shader，替换掉默认的shader。这个允许我们细粒度的控制管线的特定的部分，由于他们是工作在GPU上的，所以他们节省了大量的CPU时间。shader可以使用GLSL——OpenGL Shading Language编写，下一节我们可以更加详细的介绍。
下面我们抽象出管线的几个步骤，注意蓝色的部分是我们可以加入shader的部分：
你可以看到，图形管线包含大量的部分，每个部分负责处理对应的数据。
定点数据定义好之后，我们把他输入到管线的第一个步——顶点着色器。这个操作是在GPU上开辟内存，然后储存顶点数据，顶点着色器负责处理这些顶点数据。
我们使用VBO——vertex buffer object来管理这个内存，VBO对象可以储存GPU中的大量的顶点数据。使用这些缓冲对象的优势是，我们可以一次发送一大批的数据给图形显卡，而不需要每次发送一个顶点数据。由CPU发送数据给图形显卡是很慢的，所以我们一次发送尽量发送多的数据。一旦数据在图形显卡的内存中了，顶点着色器就可以快速的处理这些数据了。
本节是第一次出现顶点缓冲对象的概念。像OpenGL中其他的对象一样，它也需要一个唯一的ID来标识。所以我们需要调用glGenBuffers来生成这个唯一的ID：
unsigned int VBO;
glGenBuffers(1, &VBO);
OpenGL由多种类型的缓冲对象，顶点缓冲对象的类型为GL_ARRAY_BUFFER。OpenGL允许我们一次绑定几个缓冲只要他们的类型不同。我们可以绑定新创建的顶点缓冲对象到GL_ARRAY_BUFFER ，使用函数glBindBuffer：
glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, VBO);
这样绑定之后，我们的VBO对象就绑定到了GL_ARRAY_BUFFER目标了。然后我们可以调用glBufferData函数来拷贝数据到缓冲：
glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vertices), vertices, GL_STATIC_DRAW);
glBufferData把用户指定的额数据拷贝到当前绑定的的缓冲。第一个参数是缓冲的类型，当前缓冲对象是绑定到GL_ARRAY_BUFFER目标的。第二个参数指定了数据的大小，按字节计算。第三个参数是真正的数据。第四个参数指定了我们如何去控制管线的中的数据。他有三个形式：
1、GL_STATIC_DRAW：标记管线中的数据不会改变。
2、GL_DYNAMIC_DRAW：标记管线中的数据可以被改变。
3、GL_STREAM_DRAW：标记在每次绘制的时候，数据会被改变。
三角形的位置数据不会改变，每次渲染调用都保持不变，所以他的类型为：GL_STATIC_DRAW。
如果缓冲中的数据会被改变，那么要使用GL_DYNAMIC_DRAW 或者 GL_STREAM_DRAW。
顶点着色器
顶点着色器是每个人根据喜好能够可编程的着色器。当前的OpenGL要求是，如果想要做些渲染的事情，至少创建一个顶点着色器、一个片段着色器。所以为了画第一个三角形，需要简单的引入两个简单的着色器。后面的章节，我们将会更详细的讨论着色器。
第一件事是，使用GLSL着色语言写一个顶点着色器，然后是编译着色器，所以我们可以在自己的程序中使用它们。下面的是使用GLSL语言编写的简单的顶点着色器：
#version 330 core
layout (location = 0) in vec3 aPos;
void main()
{
gl_Position = vec4(aPos.x, aPos.y, aPos.z, 1.0);
}
你可以看到，GLSL看起来像C。每个shader开始都要是版本号的声明。由于OpenGL3.3和更高版本的GLSL匹配OpenGL（GLSL版本420对应的是OpenGL版本4.2）。
接着我们声明了所有的输入属性，使用关键字in。我们声明了一个顶点位置作为输入属性。GLSL有一个向量数据类型，它包含1到4个浮点数，这个后缀代表了几个浮点数。由于每个顶点有一个3D坐标，我们创建vec3作为输入，它的名字是aPos。我们同样设置其输入变量的位置是0，通过语法（layout=0）表示。你后面会看到我们为什么需要这个位置。
为了设置顶点着色器的输出，我们需要指定位置数据到预定义的gl_Position变量，这个是在场景背后的vec4变量。在main函数的结束，无论我们把gl_Position设置为多少，它都会是顶点着色器的输出。由于我们的书是一个3维的向量，我们需要把它转换为4维的向量。我们可以把三维向量的第四维设置为1.0f，变为四维向量，后面会介绍我们为什么会这样做。
当前的顶点着色器是一个简单的着色器，因为我们不做任何特殊的处理，只是简单的把输入的数据作为着色器的输出。在真实的应用中，输入数据通常是不在规格化的设备坐标中，所谓我们首先要做的是，转换输入数据到OpenGL可视区域。
编译shader
片段着色器
片段着色器是我们创建用来渲染三角形的第二个也是最后一个shader。片段着色器是关于计算颜色的。为了保持其简单性，我们只是将输出的颜色设置为orange-ish颜色。
#version 330 core
out vec4 FragColor;
void main()
{
FragColor = vec4(1.0f, 0.5f, 0.2f, 1.0f);
}
片段着色器只需要一个输出变量，他是四维的向量。定义了最终的颜色，是由我们自己计算的。我们可以用out关键字来声明输出变量，这里我们的输出变量名为FragColor。接着我们指定vec4作为输出，alpha值为1.0，表示非透明。
顶点数组对象
一个顶点数组对象（称之为VAO），可以像顶点缓冲对象一样绑定，接下来的顶点属性的调用，都会被储存在VAO中。这个优点是，当我们在配置顶点属性指针的时候，你只需要在想要绘制物体的时候调用一次即可，我们只需要绑定到指定的VAO。这个在不同的顶点数据和属性之间做切换，唯一做的是绑定到不同的VAO，所有的状态都存储在VAO中。
一个顶点数组存储的方式如下：
1、调用glEnableVertexAttribArray 或者 glDisableVertexAttribArray
2、顶点属性配置通过glVertexAttribPointer
3、顶点缓冲对象和顶点属性相关，通过调用函数glVertexAttribPointer
创建要给VAO对象，和创建VBO类似：
unsigned int VAO;
glGenVertexArrays(1, &VAO);